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示波器在直流无刷电机行业的应用案例解析

已有 441 次阅读  2017-03-28 16:32   标签机电一体化  无刷电机  直流电机  消费电子  案例分析 
  近年来,无刷电机在医疗,ZFQZ直流电机工业控制,消费电子和汽车电子等高精度控制行业广泛应用,无刷电机性能的好坏很大程度上取决于电机驱动器,研发阶段,工程师如何借助示波器快速、便捷、真实的对驱动器信号进行分析?本文主要介绍ZDS4054Plus数椐挖掘型示波器对电机驱动器的典型测试及案例分析。

  作为电机行业的“新人”, 无刷电机是实至名归的后起之秀,以狂浪之势涌入医疗,工业控制,消费电子和汽车电子等高精度控制行业,“无刷“是不是未来电机行业的发展趋势?本文以案例的形式扒一扒无刷电机那些事!

  一、直流无刷电机介绍
  随着电力电子的发展和新型永磁材料的出现,无刷直流电机得到了迅速发展,无刷直流电机通过电子器件实现了电机的换相,取代了传统的机械电刷和换相器。其由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等。无刷电机凭借噪声低、寿命长、转速高、体积小、动态性能好、输出力矩大、设计简便等特点,在医疗、工业控制、消费电子、电动工具、电动车等领域广泛应用。http://www.tjzxdj.com
  二、无刷电机的工作原理
  有上图可知,MCU通过配置寄存器输出六路PWM只是控制信号,其最高电压也只有5V,不能直接驱动电机,而是通过控制功率管的开关来使电机运行,驱动电路一般是由多个MOSFET组成的驱动桥和电机驱动桥功率管构成。无刷电机的换向是换相是依靠转子位置的检测进行的,其中有感驱动方式是利用霍尔传感器检测转子位置的,无感驱动方式是通过检测和计算无刷电机转动过程中的电流、电压等参数变化,推测转子位置,进而进行换相的。

  无刷电机内部安装有霍尔传感器,其可以根据转子不同位置时的不同磁场方向分布情况,而给出1或0的输出信号,三个传感器均匀安装,在360度的电角度上发生6次翻转电平,每次相差60度电角度,根据三个传感器的信号编码测出转子的位置,这就是常用的有感驱动方式。另外,无感驱动方式是通过检测和计算无刷电机转动过程中的电流、电压等参数变化,推测转子位置,进而进行换相的。
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